Исследование процесса плазменной утилизации горючих отходов переработки отработавшего ядерного топлива
Обзор и анализ способов утилизации горючих отходов переработки отработавшего ядерного топлива. Исследование и оптимизация процесса плазменного горения модельных горючих водно-органических композиций. Оценка энергозатрат на процесс плазменной утилизации.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 10.01.2015 |
Размер файла | 2,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1
Оксид азота
5,0
2
2
Диоксид азота
2,0
2
3
Оксид углерода
20,0
4
4
Диоксид серы
10,0
3
5
Сумма углеводородов
300,0
4
Загрязнение биосферы и ухудшение экологических условий ландшафтной среды принимает угрожающие масштабы не только в отдельных районах, но и на планете в целом. Человек обнаруживает, что дальнейшая его жизнь и прогресс находятся под большой угрозой недостатка ресурсов и “экологического кризиса”.
5.12 Гражданская оборона
Основная задача обучения студентов гражданской обороне - подготовка их к практическому выполнению мероприятий гражданской обороны на объектах народного хозяйства в мирное и военное время в качестве командно-начальствующего состава невоенизированных формирований и служб в соответствии с получаемой специальностью.
Гражданская оборона страны - составная часть системы общегосударственных оборонных мероприятий, проводимых в мирное и военное время в целях защиты населения и народного хозяйства от оружия массового поражения и других современных средств нападения противника, а также для спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ в очагах поражения и зонах катастрофического затопления.
Основные задачи гражданской обороны:
1. Защита населения от оружия массового поражения и других средств нападения противника.
2. Повышение устойчивости работы объектов и отраслей народного хозяйства в условиях военного времени.
3. Проведение спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ в очагах поражения и зонах затопления.
Гражданская оборона организуется на объектах народного хозяйства в целых заблаговременной подготовки их к защите от оружия массового поражения. Снижение потерь при применении противником этого оружия, создания условий, повышающих устойчивость работы предприятий в военное время и своевременного проведения спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ.
Данные по степени воспламенения материалов и изделий от светового излучения при взрывах ядерных боеприпасов крупного калибра приведём в таблице 5.4.
Таблица 5.4 - Степень воспламеняемости материалов
№ |
Воспламеняемость материалов |
Световой импульс, кДж/м2 |
||
Воспламенение, обугливание |
Устойчивое горение |
|||
1 |
Бумага белая |
330 - 420 |
630 - 750 |
|
2 |
Изоляция |
250 - 420 |
630 - 840 |
|
3 |
Доски, окрашенные в белый цвет |
1700 - 1900 |
4200 - 6300 |
|
4 |
Доски, окрашенные в тёмный цвет |
250 - 420 |
840 - 1250 |
По огнестойкости, здание корпуса №10 ТПУ отнесём ко второй степени (основные элементы выполнены из несгораемых элементов).
Ориентировочное время развития пожара до полного охватывания его огнём: для зданий и сооружений 2 - ой степени - не более 2 часов.
Поражающее действие ядерного взрыва определяется механическим воздействием ударной волны, тепловым воздействием светового излучения, радиационным воздействием проникающей радиации и радиоактивного заражения. Для некоторых элементов объектов поражающим фактором является электромагнитный импульс ядерного взрыва.
В случае применения противником ядерного оружия, для устойчивой работы объекта, особое значение приобретает оценка устойчивости здания. Проведем оценку устойчивости объекта, 10-го корпуса ТПУ.
Оценка физической устойчивости объекта производится последовательно по воздействию каждого фактора. А также вторичных факторов поражения.
Оценка воздействия ударной волны на здание 10-го корпуса ТПУ.
Здание четырехэтажное, кирпичное. Полное разрушение здания произойдет при избыточном давлении фронта Рф= 40 кПа, сильные разрушения при Рф = 3020 кПа, средние при Рф = 2010 кПа, слабые при Рф = 108 кПа, поверхностные при Рф= 5 кПа.
Оценка воздействия светового излучения.
По огнестойкости здания и сооружения делятся на пять степеней (1-5). Здание 10-го корпуса относится к 3-ей степени - это здание с каменными стенами и деревянными оштукатуренными перегородками и перекрытиями.
По отношению к воздействию проникающей радиации и радиоактивному заражению.
Здесь критерием оценки является доза излучения, которую могут получить люди, находящиеся в здании. Степень защищенности характеризуется коэффициентом ослабления экспозиционной дозы радиации Косл. Для 10-го корпуса Косл =027, для подвала Косл = 400.
Для защиты объекта от поражающих факторов предусмотрены следующие мероприятия:
1. Обеспечение сотрудников лаборатории индивидуальными средствами защиты от оружия массового поражения;
2. Повышение устойчивости управления гражданской обороной объекта;
3. Защита уникального оборудования;
4. Повышение устойчивости зданий и сооружений;
5. Повышение устойчивости снабжения электроэнергией, газом, водой и работы сетей коммунального хозяйства;
6. Защита объекта от пожаров и других вторичных факторов поражения;
7. Повышение устойчивости материально-технического снабжения.
Защита от воздействия ударной волны может осуществляться путем размещения некоторых видов наиболее ценного оборудования в заглубленных помещениях и использования для этого защитных устройств.
При объявлении сигнала воздушная тревога, сотрудниками лаборатории выполняются следующие мероприятия:
· производится отключение электроустановок от сети;
· личный персонал эвакуируется в убежище и обеспечивается индивидуальными средствами защиты.
Выводы
1. В работе проведен детальный обзор и анализ существующих способов утилизации горючих отходов переработки отработавшего ядерного топлива. По их результатам рекомендован процесс плазменной утилизации ГОП ОЯТ в виде горючих водно-органических композиций.
2. Проведён расчёт показателей горения различных водно-органических композиций на основе ГОП ОЯТ. По результатам расчетов рекомендованы следующие оптимальные составы горючих водно-органических композиций, имеющие адиабатическую температуру горения ?1200°С и обеспечивающие экологически безопасную утилизацию данных отходов:
· ВОК-1 (50% Вода : 50% ГОП ОЯТ (17,5% ТБФ : 32,5% ГХБД);
· ВОК-2 (50% ОП ОЯТ : 50% ГОП ОЯТ (17,5% ТБФ : 32,5% ГХБД);
3. Проведен расчёт равновесных составов продуктов плазменной утилизации полученной оптимальной по составу водно-органической композиции на основе ОП ОЯТ и ГОП ОЯТ в широком диапазоне температур и массовых долей воздушного плазменного теплоносителя, а также проведена оценка удельных энергозатрат на процесс их утилизации. По результатам расчетов рекомендован следующий оптимальный режим для процесса их утилизации в воздушной плазме:
· массовое отношение фаз: (65% воздух : 35% ВОК-1 (ВОК-2);
· рабочая температура процесса 1200±100°С.
· Эуд = 3,5 МДж/кг.
4. Рекомендованные составы горючих водно-органических композиций и режимы их плазменной утилизации подтверждены результатами экспериментальных исследований на модельных водно-органических композициях в воздушной плазме ВЧФ-разряда.
Заключение
Результаты проведенных исследований могут быть использованы для создания оборудования и технологии для плазменной утилизации горючих отходов переработки отработавшего ядерного топлива на ФГУП «Горно-химический комбинат» и других предприятиях создаваемого замкнутого ядерного топливного цикла.
Список использованной литературы
1 Скачек М.А. Обращение с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами АЭС. М. : Издательский дом МЭИ, 2007. - 448 с.
2 Никифоров А.С., Кулиниченко В.В., Жихарев М.И. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 184 с.
3 Туманов Ю.Н. Плазменные и высокочастотные процессы получения и обработки материалов в ядерном топливном цикле: настоящее и будущее. М. Физматлит, 2003. - 759с.
4 Крапивина С. А. Плазмохимические технологические процессы - Л.: «Химия», 1981. - 248с.
5 Власов В.А., Каренгин А.Г., Каренгин А.А., Шахматова О.Д. Исследование и оптимизация процесса плазменной утилизации отходов переработки отработавшего ядерного топлива в воздушной плазме ВЧФ-разряда // Известия вузов. Физика. 2013. Т. 56. №11/3. С. 199-204.
6 Андрюшин И.А., Юдин Ю.А. Обзор проблем обращения с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом. - Саров, 1999. - 119 с.
7 Пантелеев Ю.А., Александрук А.М., Никитина С.А., Макарова Т.П., Петров Е.Р., Богородицкий А.Б., Григорьева М.Г. Аналитические методы определения компонентов жидких радиоактивных отходов. - Л.: Труды Радиевого института им. В.Г. Хлопина, 2007. - Т. XII. - С. 124-147.
8 Бернадинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. М. : Химия, 1990. - 304 с.
9 И.Н. Бекман. Ядерная индустрия. - Москва, 2000. - 257 с.
10 Воронков М.Г., Татарова Л.А., Трофимова К.С., Верхозина Е.И., Халиуллин А.К. Переработка промышленных хлор- и серосодержащих отходов. - Иркутск, 2001. С. 393-403.
11 Власов В.А., Каренгин А.Г., Каренгин А.А., Новоселов И.Ю., Побережников А.Д. Плазменные техника и технологии утилизации промышленных отходов. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. - 206 с.
12 Ильин В.К., Коробова М.Н., Финягин А.П., Шахов Е.А.//Новые методы сжигания топлив и вопросы теории горения. М.: Наука, 1965.
13 Пархоменко В.Д., Сорока П.И., Краснокутский Ю.И. и др. Плазмохимическая технология. - Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991. - 196с.
14 Моссэ А.Л., Печковский В.В. Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ. Минск, Наука и техника, 1973. - 216 с
15 Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - Изд. 2-е, доп. и перераб.-М.:Наука, 1972.-720с.
16 Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. - 277с.
17 Кондрашов А.П., Шестопалов Е.В. Основы физического эксперимента и математическая обработка результатов измерений. Учебник для техникумов. М., Атомиздат, 1977.
18 Черепанова Н.В., Тухватулина Л.Р. Экономическая часть ВКР: Методические указания. - Издательство ТПУ, 2013. - 46 с.
19 Федеральный закон «Об основах охраны труда в Российской Федерации» От 17.07.99 №181 - ФЗ.
20 ГОСТ 12.0.003-74. Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы.
21 ГОСТ 12.1.007-76. Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества.
22 ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Электробезопасность.
23 Общие требования. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ Пожарная безопасность.
Размещено на Allbest.ur
Подобные документы
Методы учета и контроля ядерных материалов в "мокром" хранилище отработавшего ядерного топлива реакторных установок ВВЭР-1000. Требования к применению средств контроля доступа и проведению физической инвентаризации. Порядок оценки безвозвратных потерь.
дипломная работа [780,3 K], добавлен 16.01.2014Исследование технологических процессов производства тепловой и электрической энергии с использованием древесного топлива. Характеристика технологии высокоэффективной энергетической утилизации твердых отходов методом сверхкритических флюидных технологий.
статья [20,3 K], добавлен 09.11.2014Сферы использования горючих сланцев. Характеристика и показатели качества горючих сланцев: теплота сгорания, влажность, содержание серы. Особенности образования горючих сланцев и развития сланцевой отрасли, анализ основных групп сланцевых бассейнов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.05.2012Особенности исследования физических свойств сжигания композитных суспензионных горючих. Предназначение и разработка теплогенерирующей установки. Оценка затрат, связанных с использованием композитных суспензионных горючих в зависимости от содержания угля.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 23.12.2011Радиационная опасность ядерных материалов. Выбор полосового дифракционного фильтра и детектора. Вывод функций распределения актиноидов в периферийном слое топливной таблетки. Оценка фонового излучения. Фон от тормозного излучения и от продуктов деления.
курсовая работа [559,2 K], добавлен 27.11.2013Определение теплоты сгорания для газообразного топлива как суммы произведений тепловых эффектов составляющих горючих газов на их количество. Теоретически необходимый расход воздуха для горения природного газа. Определение объёма продуктов горения.
контрольная работа [217,6 K], добавлен 17.11.2010География мировых природных ресурсов. Потребление энергии - проблема устойчивого развития. Статистика потребления мировой энергии. Виды нетрадиционных (альтернативных) источников энергии и их характеристика. Хранение отработавшего ядерного топлива.
презентация [1,2 M], добавлен 28.11.2012Методика расчета горения топлива на воздухе: определение количества кислорода воздуха, продуктов сгорания, теплотворной способности топлива, калориметрической и действительной температуры горения. Горение топлива на воздухе обогащённым кислородом.
курсовая работа [121,7 K], добавлен 08.12.2011Анализ методов и перспектив использования твёрдых бытовых отходов в системах энергоснабжения. Добыча и утилизация свалочного газа. Технико-экономическое сопоставление вариантов энергоснабжения. Оптимизация работы установки по обогащению биогаза.
дипломная работа [719,7 K], добавлен 01.03.2009Исследование физической природы газоразрядных источников света. Особенности газоразрядных индикаторных панелей. Анализ конструкции плоской плазменной панели. Приборы плазменной газоразрядной электроники. Газовый разряд в ионно-плазменной технологии.
контрольная работа [562,8 K], добавлен 25.03.2016